modelamiento de un tanque de acero para almacenamiento de alcohol con sap v 2000 14

UNIVERSIDADNACIONALPEDRORUIZ GALLO
FACULTAD DEINGENIERIACIVIL,SISTEMAS YARQUITECTURA
ESCUELA PROFESIONAL DEING. CIVIL
Bach. Julio César VeraEdquén 1 SAP2000
Diseño de la Cimentación de un Tanque apoyado de Acero para almacenamiento de Alcohol de 500 m3 de capacidad.
Datos
Materiales:
Secciones:
Otros Datos:
Concreto f’c=280 Kg/cm
2
Acero fy=4200 Kg/cm
2
Acero A-36
Zapata : 0.50m*1.20m anular
Viga cimentación : 0.40m*0.90m anular.
Uso : Industrial
Ubicación : Tumán-Chiclayo-Lambayeque-Perú.
Suelo : Mejorado(hormigón compactado)
Elevación:
Planta:

Solución.‐
Paso 1 [Definir Unidades]:
Ejecute el programa SAP2000. Seleccione las unidades iniciales enlas que desea trabajar. Esta opción se encuentra enla parte
inferior derecha de la pantalla principal de SAP2000, comose muestra a continuación.
Paso 2 [Selección del modelo]:
Del menú principal (parte superior), abriendo la opción de File seleccione New Model. Esta acción lo llevará a la ventana de
New Model que se muestra a continuación.

Seleccione la plantilla Shell Type ( Cylinder ). Esto lo conducirá a la siguiente ventana o pantalla:
Al presiona OK, se mostrará la siguiente ventana:
Paso 3 [Definimos la geometría reales del modelo]
Procedemos a digitar los gridradiales yen elevación hasta obtener la geometría ydimensiones indicadas. También se debe
cambiar la cuadrículapara ajustarla al nuevomodelo, quedando como sigue:

Paso 4 [Definición de las condiciones de los apoyos para el modelo]:
Para cambiar las condiciones de borde, seleccione primerolasjuntas a cambiar (o sea todaslas de la base) para cambiar su
condición. Luego de seleccionar las juntas seleccione en el menúprincipalAssignyla opciónde Joints y la sub‐opción de Restraints
o presione el icono del toolbar que se encuentra enla parte superior de la pantalla principal. Ambas acciones lo conducirán
a la pantalla que se muestra a continuación

Paso 5 [Definición de los materiales a utilizar]:
Verifique que las unidades con las que se especifican los sean las adecuadas. Para definir las propiedades de los materiales,
seleccione Define del menú principal, de la lista que se presenta escoja la opción de Materials, esto lo conducirá a la pantalla
que se muestra a continuación:
Luego seleccionamos Add New materialQuick.

En Specification, eligimos ASTM A 36 por ser el acero con el que ese va a trabajar, luego clip en ok,ok
Luego definimos concreto f´c=280 kg/cm2
Paso 6 [Definición las propiedades de las secciones a utilizar]:
Verifique que las unidades con las que se especifican los sean las adecuadas. Para definir las secciones de los
materiales, seleccione Define del menúprincipal, de la lista que se presenta escoja la opciónde SectionProperties,
luego Area Section esto lo conducirá a la pantalla que se muestra a continuación:

Seleccionamos Add New Section:
La cual nos mostrara la siguiente pantalla :

Cambiamos de nombre eneste casoPlancha ¼” del cuerpodel tanque,tipode la sección (membrana),acero A 36
y espesor 0.00635 m.
Hacemos lo mismo con la plancha 5/16”,3/16”,1/2”,viga de cimentación(cuello de la zapata),zapata.

Paso 6 [Definición las propiedades de las secciones a utilizar]:
Verifique que las unidades con las que se especifican los sean las adecuadas. Para definir las secciones de los
materiales, seleccione Define del menúprincipal, de la lista que se presenta escoja la opciónde SectionProperties,
luego Frame Section esto lo conducirá a la pantalla que se muestra a continuación:
Lo cual aparecerá el siguiente grafico:

Seleccionamos la opción Steel,clip en adicionar sección tipo chanel ( canal ),lo cual aparecerá el siguiente gráfico:
Damos nombre a las secciones con lascuales vamos a trabajar en nuestro caso canal 6”x8.2#y canal 8”x11.5#con sus
respectivas dimensiones.

Paso 7 [creamos las secciones a utilizar]:
Hacemos clip en la herramienta de dibujo Draw Frame,y se visualizará el siguiente grá fico
Con el lápiz dibujamos una líneadesde el grid 0 hasta el grid 3,que viene hacer la altura de la plancha de 5/16”
Selecionamos la línea dibujada .
Hacemos clip en el menúEdit – Extrude – Extrude Lineasto Areas

Aparecerá la siguiente ventana, seleccionamos la plancha que deseamos extruir en nuestrocaso 5/16” :
Elegimos la opción radial alrededor del eje Z, conun ángulo de 10° en unnúmerode veces de 36, yborramos los objetos que
hubieransido dibujados anteriormente.
De la misma manera continuamos con la plancha de ¼” que va del grid 3 hasta 9 en altura , la plancha de 3/16” que va desde el grid
9 hasta 9.5 en elevación. Y la plancha de fondo 5/16” enel grid0.

Por defecto el color rojo es la cara top yla rosada la cara boottom. Lo que haremos es revertir la plancha de ¼”(rosada)de la
siguiente manera:
Del menúSelect-Properties-Area Sections
Seleccionamos la plancha que deseamos revertir en nuestro casoplancha de ¼” cuerpo.

Presionamos okyse muestra la plancha seleccionada.
Seleccionamos del menú Assign – Área – Reverse Local 3 yse mostrara la siguiente gráfica:

Clip enok, yse mostrara la siguiente gráfica:
Hacemos clipenla herramienta de dibujo Draw Frame,ydibujamos el elementoframe seleccionando
la opción radios soporte 6”x8.2# y se visualizara el siguiente gráfico.

Seleccionamos el elementoylo dividimos en 8 partes, loseleccionamos nuevamente ylo replicamos 12 veces alrededor deleje z.
Seleccionamos todos los frame para hacerlos girar a la posición correcta.
En el menú Assing–frame –localaxes .

Giramos unángulode 270 °
Ok, y nos mostrara el graficosiguiente

Seleccionamos una viga cualquiera yla extruimos de line a área yasí obtener el techo deltanque.
Seleccionamos la plancha que deseamos extruir (3/16” techo ) alrededor del eje z ,un ángulode10° 36 veces, yeliminamos el objeto
base de la extrusión.

Se puede apreciar por el color del techoque el eje local 3 tenemos que revertirlo, para locual utilizamos los pasos seguidos
anteriormente.

Seleccionamos las diferentes planchasylas dividimos enmás partespara poder tener unmejor modelamientoymás precisiónal
utilizar elementos finitos.

Definimos los diámetros que me delimitan la longitudde la zapata.

Dibujamos la líneaque definirá el cuello de la zapata, que va del grid0 al grid -0.9.
De igualmanera dibujamos la line enel grid-0.9 que va del radio 5.375 al radio4.175 m que va definir la zapata.

Hacemos uncorte vertical para apreciar mejor la estructura.
Con el menúView-set limits. Y apreciamos el siguiente gráfico.

Corremos el programa para calcular el peso de la estructura.
Hacemos clip en Run Analysis. Seleccionamos DEAD y luego Run Now

Luego nos vamos al menú Display –Show Tables ..,y nos mostrara el siguiente cuadro:
Selecionamos Property Definitions.Luego ok!

Seleccionamos el menú File–Export All Tables – To Excell
En el siguiente cuadro podemos apreciar el peso de los diferentes elementos dibujados.

Abrimos el candado y regresamos a nuestro modelo, creamos unos elementos Frame a la altura dondevan a estar
aplicadaslascargasdesismo en x , impulsiva y convectiva respectivamente( esto viene hacer la primera opción
considerando cargasdistribuidasa lo largo desu perímetro )dichos Frame están consideramos sin masa ni peso.

Y así sucesivamente para los elementos antes mencionados.
Luego dibujamos un punto en cada altura correspondientey lo extruimos de punto a línea seleccionando el frame que
corresponde para cada altura.

Paso 8 [Asignar cargas a utilizar]:
Seleccionamos los Frame impulsivo, convectivo y sismo x y distribuimos las cargas.
DISTRIBUCIÓN DE FUERZAS ESTÁTICAS HORIZONTALES EN ELEVACIÓN
Tanque
Descripción Pi ( tn ) hi ( m ) Pi*hi (tn-m) Fi Vi Fi (ml)
CONVECTIVO 272.081 4.733 1287.632 238.832 238.832 7.9605
SismoX 13.792 5.190 71.579 13.277 252.109 0.4425
IMPULSIVO 222.966 2.625 585.285 108.560 360.669 3.6184
1944.495 360.669

Paso 9 [Definir lo Join Petterns a utilizar]:

Hacemos una vista desde 0 a 7m, que son los puntos que recibirán lapresión del líquido.
Seleccionamos toda la vista y asignamos un join patern de tipo presión hidrostática.

Seleccionamos nuevamente la figura y leasignamos un joint patterns de tipo Hidrodinámica.

Seleccionamos nuevamente la figura y leasignamos un joint patterns de tipo Impulsiva.

Seleccionamos con el View desde 0.20 hasta 7 m , que es desde donde comienza la presión convectiva y asignamos un
join patern de tipo convectiva.

Hacemos una vista nuevamente desde 0 a 7m, que son los puntos que recibirán la presión del líquido.

Se aprecia en la parte inferior la presión de8.651

Se aprecia enla parte superior una presión de 3.982.

Se aprecia enla parte inferior una presiónde 27.871

Se aprecia enla parte superior una presiónde 39.966
Se aprecia enla parte inferior una presión de 0.

Paso 10 [Definir la función a utilizar]:

Paso 11 [Definir los load cases utilizar]:

Paso 12 [Definimos las combinaciones de carga a utilizar]

Paso 13 [Asignar resortes a las áreas a trabajar]
Seleccionamos el área de la baseque está apoyada sobreel relleno mejorado.

Paso 14 [Método de Housner]. Al trabajar con el método de Housner eliminamos lasfuerzas distribuidas en el Frame
convectiva e impulsivapara ser remplazada por resortes y barras respectivamentede la siguientemanera.

En el Frame impulsivareemplazamosporbarrasmuy rígidassinconsiderarmasani pesode la siguiente
manera:

Selecionamosenpuntocentral yle asignamossumasa impulsiva.

Definir los estados de carga indicados.

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